熱鍍鋅熱鍍鋅（galvanizing/HDG）也叫熱浸鋅和熱浸鍍鋅：是一種有效的金屬防腐方式，主要用于各行業(yè)的金屬結(jié)構(gòu)設(shè)施上。是將除銹后的鋼件浸入500℃左右融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐的目的。熱鍍鋅工藝流程：成品酸洗-水洗-加助鍍液-烘干-掛鍍-冷卻-藥化-清洗-打磨-熱鍍鋅完工。熱鍍鋅是由較古老的熱鍍方法發(fā)展而來的，自從1836年法國把熱鍍鋅應(yīng)用于工業(yè)以來，已經(jīng)有一百四十年的歷史了。然而，熱鍍鋅工業(yè)是近三十年來伴隨冷軋帶鋼的飛速發(fā)展而得到了大規(guī)模發(fā)展。由于所得的鍍層較厚，熱鍍鋅較電鍍鋅有更好的防護性能，因此是用于嚴酷工作環(huán)境的鋼鐵制件的重要保護鍍層。熱鍍鋅制品在化工設(shè)備、石油加工、海洋勘探、金屬結(jié)構(gòu)、電力輸送、造船等行業(yè)有廣泛應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域如農(nóng)藥噴灌、暖房以及建筑業(yè)如水及煤氣輸送、電線套管、腳手架、橋梁、公路護欄等方面，近年來已大量地被采用。生產(chǎn)工序熱鍍鋅板的生產(chǎn)工序主要包括：原板準備→鍍前處理→熱浸鍍→鍍后處理→成品檢驗等。按照習(xí)慣往往根據(jù)鍍前處理方法的不同把熱鍍鋅工藝分為線外退火和線內(nèi)退火兩大類，即：濕法（單張鋼板熱鍍鋅法）線外退火單張鋼板熱鍍鋅法熱鍍鋅惠林（Wheeling）法（帶鋼連續(xù)熱鍍鋅法）線內(nèi)退火森吉米爾（Sendzimir）法（保護氣體法）改良森吉米爾法美鋼聯(lián)法（同日本川崎法）賽拉斯（Selas）法莎倫（Sharon）法1．線外退火：就是熱軋或冷軋鋼板進入熱鍍鋅作業(yè)線之前，首先在抽底式退火爐或罩式退火爐中進行再結(jié)晶退火，這樣，鍍鋅線就不存在退火工序了。鋼板在熱鍍鋅之前必須保持一個無氧化物和其他臟物存在的潔凈的純鐵活性表面。這種方法是先由酸洗的方法把經(jīng)退火的表面氧化鐵皮清除，然后涂上一層由氯化鋅或由氯化銨和氯化鋅混合組成的溶劑進行保護，從而防止鋼板再被氧化。（1）濕法熱鍍鋅：鋼板表面的溶劑不經(jīng)烘干（即表面還是濕的）就進入起表面覆蓋有熔融態(tài)溶劑的鋅液進行熱鍍鋅。此方法的缺點是：a.只能在無鉛狀態(tài)下鍍鋅，鍍層的合金層很厚且粘附性很壞。b.生成的鋅渣都積存在鋅液和鉛液的界面處而不能沉積鍋底（因為鋅渣的比重大于鋅液而小于鉛液），這樣鋼板因穿過鋅層污染了表面。因此，該方法已基本被淘汰。（2）單張鋼板：這種方法一般是采用熱軋疊軋板作為原料，首先把經(jīng)過退火的鋼板送入酸洗車間,用硫酸或鹽酸清除鋼板表面的氧熱鍍鋅法化鐵皮。酸洗之后的鋼板立即進入水箱中浸泡等待鍍鋅,這樣可以防止鋼板再氧化。后經(jīng)過酸洗、水清洗、擠干、烘干、進入鋅鍋（溫度一直保持在445—465℃）熱鍍鋅，再進行涂油和鉻化處理。這種方法生產(chǎn)的熱鍍鋅板比濕法鍍鋅成品質(zhì)量有顯著提高，只對小規(guī)模生產(chǎn)有一定價值。（3）惠林法熱：該連續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線包括堿液脫脂、鹽酸酸洗、水沖洗、涂溶劑、烘干等一系列前處理工序，而且原板進入鍍鋅線鍍鋅前還需要進行罩式爐退火。這種方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，更為主要的是此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品常常帶有溶劑缺陷，影響鍍層的耐蝕性。并且鋅鍋中的AL常常和鋼板表面的溶劑發(fā)生作用生成三氯化鋁而耗掉，鍍層的粘附性變壞。因而此方法雖然已問世近三十年，但在世界熱鍍鋅行業(yè)中并未得到發(fā)展。2．線內(nèi)退火：就是由冷軋或熱軋車間直接提供帶卷作為熱鍍鋅的原板，在熱鍍鋅作業(yè)線內(nèi)進行氣體保護再結(jié)晶退火。屬于這個類行業(yè)的熱鍍鋅方法包括：森吉米爾法、改良森吉米爾法、美鋼聯(lián)法（同日本川崎法）；賽拉斯法；莎倫法。鍍鋅工業(yè)方法濕法熱鍍鋅鋼板表面的溶劑不經(jīng)烘干（即表面還是濕的）就進入起表面覆蓋有熔融態(tài)溶劑的鋅液進行熱鍍鋅。此方法的缺點是：a.只能在無鉛狀態(tài)下鍍鋅，鍍層的合金層很厚且粘附性很壞。b.生成的鋅渣都積存在鋅液和鉛液的界面處而不能沉積鍋底（因為鋅渣的比重大于鋅液而小于鉛液），這樣鋼板因穿過鋅層污染了表面。因此，該方法已基本被淘汰。單張鋼板這種方法一般是采用熱軋疊軋板作為原料，首先把經(jīng)過退火的鋼板送入酸洗車間,用硫酸或鹽酸清除鋼板表面的氧熱鍍鋅法化鐵皮。酸洗之后的鋼板立即進入水箱中浸泡等待鍍鋅,這樣可以防止鋼板再氧化。后經(jīng)過酸洗、水清洗、擠干、烘干、進入鋅鍋（溫度一直保持在445—465℃）熱鍍鋅，再進行涂油和鉻化處理。這種方法生產(chǎn)的熱鍍鋅板比濕法鍍鋅成品質(zhì)量有顯著提高，只對小規(guī)模生產(chǎn)有一定價值?；萘譄岱ㄔ撨B續(xù)鍍鋅生產(chǎn)線包括堿液脫脂、鹽酸酸洗、水沖洗、涂溶劑、烘干等一系列前處理工序，而且原板進入鍍鋅線鍍鋅前還需要進行罩式爐退火。這種方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，更為主要的是此方法生產(chǎn)的產(chǎn)品常常帶有溶劑缺陷，影響鍍層的耐蝕性。并且鋅鍋中的AL常常和鋼板表面的溶劑發(fā)生作用生成三氯化鋁而耗掉，鍍層的粘附性變壞。因而此方法雖然已問世近三十年，但在世界熱鍍鋅行業(yè)中并未得到發(fā)展。線內(nèi)退火就是由冷軋或熱軋車間直接提供帶卷作為熱鍍鋅的原板，在熱鍍鋅作業(yè)線內(nèi)進行氣體保護再結(jié)晶退火。屬于這個類行業(yè)的熱鍍鋅方法包括：森吉米爾法、改良森吉米爾法、美鋼聯(lián)法（同日本川崎法）；賽拉斯法；莎倫法。森吉米爾法它是把退火工藝和熱鍍鋅工藝聯(lián)合起來，其線內(nèi)退火主要包括氧化爐，還原爐兩部份組成。帶鋼在氧化爐中煤氣火焰直接加熱到450度左右，把帶鋼表面殘存的軋制油燒掉，凈化表面。后再把帶鋼加熱到700-800度完成再結(jié)晶退火，經(jīng)冷卻段控制進鋅鍋前溫度在480度左右，最后在不接觸空氣的情況下進入鋅鍋鍍鋅，因此，森吉米爾法產(chǎn)量高、鍍鋅質(zhì)量較好，此法曾得到廣泛應(yīng)用。美鋼聯(lián)法它是森吉米爾法的一個變種，它僅僅是利用一個堿性電解脫脂槽取代了氧化爐的脫脂作用，其余工序與森吉米爾法基本相同。在原板進入作業(yè)線后，首先進行電解脫脂，而后水洗、烘干，再通過有保護氣體的還原爐進行再結(jié)晶退火，最后在密封情況下進入鋅鍋熱鍍鋅。這種方法因帶鋼不經(jīng)過氧化爐加熱，所以表面的氧化膜較薄，可適當降低還原爐中保護氣體的氫含量。這樣，對爐安全和降低生產(chǎn)成本有利。但是，由于帶鋼得不到預(yù)加熱就進入還原爐中，這樣無疑提高了還原爐的熱負荷，影響爐子的壽命。因此這種方法并未得廣泛應(yīng)用。賽拉斯法又稱火焰直接加熱法；首先帶鋼經(jīng)堿洗脫脂，而后用鹽酸清除表面的氧化皮，并經(jīng)水洗、烘干后再進入由煤氣火焰直接加熱的立式線內(nèi)退火爐，通過嚴格控制爐內(nèi)煤氣和空氣的焰燒比例，使之在煤氣過剩和氧氣不足的情況下進行不完全焰燒，從而使爐內(nèi)造成還原氣氛。使其快速加熱達到再結(jié)晶溫度并在低氫保護氣氛下冷卻帶鋼，最后在密閉情況下浸入鋅液，進行熱鍍鋅。該法設(shè)備緊湊，投資費用低，產(chǎn)量高（最高可達50/小時）。但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，特別是在機組停止運轉(zhuǎn)時，為了避免燒斷帶鋼，需要采用爐子橫移離開鋼帶的方法，這樣操作問題很多，所以，熱鍍鋅工業(yè)采用此法很少。莎倫法1939年美國莎倫公司投產(chǎn)一臺新型的熱鍍鋅機組，所以也叫莎倫法。該法是在退火爐內(nèi)向帶鋼噴射氯化氫氣體并使帶鋼達到再結(jié)晶溫度，所以也稱為氣體酸洗法。采用氯化氫氣體酸洗，不但能去除帶鋼表面的氧化皮，而且同時去除了帶鋼表面的油脂，由于帶鋼表面被氧化氣體腐蝕，形成麻面，所以使用莎倫法所得到的鍍層粘附性特別好。但是由于設(shè)備腐蝕嚴重，由此造成很高的設(shè)備維修和更新費用。因而此種方法很少被采用。改良森吉米它是一種更優(yōu)越的熱鍍鋅工藝方法；它把森吉米爾法中各自獨立的氧化爐和還原爐由一個截面積較小的過道連接起來，這樣包括預(yù)熱爐、還原爐和冷卻段在內(nèi)的整個退火爐構(gòu)成一個有機整體。實踐證明，該法具有許多優(yōu)點：優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗、安全等優(yōu)點已逐漸被人們所認識。其發(fā)展速度非?？?，1965年以來新建的作業(yè)線幾乎全部采用了這種方法，近年來老的森吉米爾機組也大都按照此方法進行了改造。熱鍍鋅產(chǎn)品優(yōu)點隨著工業(yè)的發(fā)現(xiàn)，熱鍍鋅產(chǎn)品已經(jīng)運用到很多領(lǐng)域，熱鍍鋅的優(yōu)點在于防腐年限長久，適應(yīng)環(huán)境廣泛一直是很受歡迎的防腐處理方法。被廣泛運用與電力鐵塔、通信鐵塔、鐵路、公路防護、路燈桿、船用構(gòu)件、建筑鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、變電站附屬設(shè)施、輕工業(yè)等。熱鍍鋅的防腐年限久遠，但是在不同的環(huán)境中防腐年限不一樣：重工業(yè)區(qū)13年，海洋50年，郊外104年，城市30年。熱鍍鋅原理：將鐵件清洗干凈，然后溶劑處理，烘干后浸入鋅液中，鐵與熔融鋅反應(yīng)生成一合金化的鋅層，其流程為：脫脂--水洗--酸洗--助鍍--烘干--熱浸鍍鋅--分離--冷卻鈍化。熱鍍鋅的合金層的厚度主要取決于：鋼材的硅含量等化學(xué)成份，鋼材的橫截面積大小，鋼材表面的粗糙程度，鋅鍋溫度，浸鋅時間，冷卻快慢，冷軋變形等。熱鍍鋅的優(yōu)點：1、處理費用低：熱浸鍍鋅防銹的費用要比其他漆料涂層的費用低；2、持久耐用：在郊區(qū)環(huán)境下，標準的熱鍍鋅防銹厚度可保持50年以上而不必修補；在市區(qū)或近海區(qū)域，標準的熱鍍鋅防銹層則可保持20年而不必修補；3、可靠性好：鍍鋅層與鋼材間是冶金結(jié)合，成為鋼表面的一部分，因此鍍層的持久性較為可靠；4、鍍層的韌性強：鍍鋅層形成一種特別的冶金結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能承受在運送及使用時受到機械損傷；5、全面性保護：鍍件的每一部分都能鍍上鋅，即使在凹陷處、尖角及隱藏處都能受到全面保護；6、省時省力：鍍鋅過程要比其他的涂層施工法更快捷，并且可避免安裝后在工地上涂刷所需的時間。國內(nèi)熱鍍鋅生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀目前國內(nèi)通行的熱鍍鋅合金工藝十分簡單，鋅冶煉廠要生產(chǎn)鋅合金，只需增設(shè)一臺中頻無芯感應(yīng)爐制備中間合金，將原來用于熔化鋅片的大功率感應(yīng)電爐進行改造，在爐頂中央開設(shè)一個孔，增加一套攪拌裝置，經(jīng)過計量配入中間合金，攪拌混合，澆鑄即可。這種生產(chǎn)模式的特點是工藝簡單，利用現(xiàn)有鑄錠熔化爐進行改造容易，為鋅冶煉廠廣泛采用，但是該工藝有幾個方面的不足：(1)生產(chǎn)效率不高根據(jù)有芯感應(yīng)電爐的加熱特性，要有啟熔體電爐才能工作。即爐內(nèi)金屬液面的最低高度，必須保證能夠浸沒感應(yīng)體的感應(yīng)溝槽。因此，每次配好一爐鋅合金，只能澆鑄1/3左右(即剩余金屬液面保證在啟熔高度以上)，就必須加入鋅片熔化，重新配制下一爐間歇式熔化。當進行合金配制、攪拌和爐前分析時，只能停止加熱或保溫，大功率感應(yīng)爐的連續(xù)熔化優(yōu)勢發(fā)揮不出來，攪拌器的吊出吊進操作麻煩。(2)合金成分不均勻由于攪拌葉片的直徑受到頂上所開孔徑的制約(影響熱效)，小范圍的攪拌對于矩形爐膛的影響是有限的，因此攪拌的不充分和葉片的增鐵效應(yīng)，對成分的均勻性及和鐵含量的要求都帶來負面的影響。(3)更換合金品種麻煩需要更換合金品種時，對大容量有芯感應(yīng)爐洗爐是一項耗時費事的工作，改變合金元素時，洗爐需要長時間的連續(xù)作業(yè)才能完成。(4)爐溫波動大對電器和爐齡的都有影響當放出合金液加入大量鋅片時，溫度最低，需要大功率升溫；配入中間合金時，溫度需要升到最高，在能耗和金屬燒損方面都不利于控制。電鍍鋅一、電鍍鋅概念電鍍鋅：就是利用電解，在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉積層的過程。與其他金屬相比，鋅是相對便宜而又易鍍覆的一種金屬，屬低值防蝕電鍍層，被廣泛用于保護鋼鐵件，特別是防止大氣腐蝕，并用于裝飾。鍍覆技術(shù)包括槽鍍(或掛鍍)、滾鍍（適合小零件）、自動鍍和連續(xù)鍍（適合線材、帶材）。二、電鍍鋅分類目前，國內(nèi)按電鍍?nèi)芤悍诸?，可分為四大類?．氰化物鍍鋅由于(CN)屬劇毒，所以環(huán)境保護對電鍍鋅中使用氰化物提出了嚴格限制，不斷促進減少氰化物和取代氰化物電鍍鋅鍍液體系的發(fā)展，要求使用低氰(微氰)電鍍液。采用此工藝電鍍后，產(chǎn)品質(zhì)量好，特別是彩鍍，經(jīng)鈍化后色彩保持好。2．鋅酸鹽鍍鋅此工藝是由氰化物鍍鋅演化而來的。目前國內(nèi)形成兩大派系，分別為：a)武漢材保所的“DPE”系列；b)廣電所的“DE”系列。兩者都屬于堿性添加劑的鋅酸鹽鍍鋅，PH值為12.5~13。采用此工藝，鍍層晶格結(jié)構(gòu)為柱狀，耐腐蝕性好，適合彩色鍍鋅。注意：產(chǎn)品出槽后—>水洗—>出光(硝酸+鹽酸)—>水洗—>鈍化—>水洗—>水洗—>燙干—>烘干—>老化處理(烘箱內(nèi)80~90℃。3．氯化物鍍鋅此工藝在電鍍行業(yè)應(yīng)用比較廣泛，所占比例高達40%。鈍化后(蘭白)可以鋅代鉻(與鍍鉻相媲美)，特別是在外加水溶性清漆后，外行人是很難辯認出是鍍鋅還是鍍鉻的。此工藝適合于白色鈍化(蘭白，銀白)。4．硫酸鹽鍍鋅此工藝適合于連續(xù)鍍(線材、帶材、簡單、粗大型零、部件)，成本低廉。三、電鍍鋅工藝1.電鍍鋅工藝流程以鍍鋅鐵合金為例，工藝流程如下：化學(xué)除油→熱水洗→水洗→電解除油→熱水洗→水洗→強腐蝕→水洗→電鍍鋅鐵合金→水洗→水洗→出光→鈍化→水洗→干燥。2.電鍍鋅鍍液配制鍍液的配制(以lL為例)：(1)在鍍槽內(nèi)先加入1/3體積的純凈水；(2)用1/3的純水溶解氫氧化鈉(溶解時會發(fā)熱，必須小心)；(3)用少量的水將氧化鋅調(diào)成糊狀，然后加入較多的純水，充分攪拌。將攪拌好的氧化鋅慢慢加入到溶解好的氫氧化鈉溶液中，邊加邊攪拌，使其充分絡(luò)合后加入到鍍槽中；(4)當鍍液溫度降至30~C以下后，加入85g的Baser，充分攪拌；(5)將15mLBaseF溶解在15gBaseR中，然后將其混合物加入鍍槽；(6)加入4mL的H—O624，充分攪拌；加水至所配體積；(7)加入光亮劑ZF-105A、ZF-105B；充分攪拌。黑色鈍化工藝流程：水洗→出光→水洗→黑色鈍化→水洗→后處理→干燥。3.電鍍鋅影響因素(1)鋅含量的影響鋅含量太高，光亮范圍窄，容易獲得厚的鍍層，鍍層中鐵含量降低；鋅含量太低，光亮范圍寬，要達到所需的厚度需要較長的時間，鍍層中鐵含量高。(2)氫氧化鈉的影響氫氧化鈉含量太高時